灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)分析

于　泳，喻惠花，郭文慧，馬麗梅，徐文玉，楊　偉

(1.湖北省水利水電科學(xué)研究院，湖北 武漢 430070； 2.中工武大設(shè)計研究有限公司，湖北 武漢 430072)

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灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)分析

于泳1，喻惠花2，郭文慧1，馬麗梅1，徐文玉1，楊偉1

(1.湖北省水利水電科學(xué)研究院，湖北 武漢 430070； 2.中工武大設(shè)計研究有限公司，湖北 武漢 430072)

[摘要]灌區(qū)工程建設(shè)日益增多，在建設(shè)過程中也帶來了嚴(yán)重的水土流失，必須編制水土保持方案，從項目前期開始控制水土流失隱患。根據(jù)編制同類水土保持方案的經(jīng)驗，分析了灌區(qū)工程水土流失的特征，從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區(qū)、水土流失預(yù)測、水土保持措施、水土保持補(bǔ)償費(fèi)等方面闡述了編制技術(shù)要點(diǎn)，以期為同類工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

灌溉工程是國家重要的水利設(shè)施，是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位和作用[1]。為合理利用水資源，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，促進(jìn)灌區(qū)良性循環(huán)機(jī)制的建立，進(jìn)一步改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，自1996年起，國家組織實施了以節(jié)水為中心的大型灌區(qū)續(xù)建配套項目建設(shè)，項目建設(shè)的主要內(nèi)容是渠首工程、干支渠及其建筑物的續(xù)建配套和節(jié)水改造[2-3]。根據(jù)《大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造“十二五”規(guī)劃》，到2015年，國家對190個大型灌區(qū)、800個重點(diǎn)中型灌區(qū)進(jìn)行了續(xù)建配套與節(jié)水改造項目，啟動實施了1 500個一般中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，爭取到2020年，基本完成大型灌區(qū)、重點(diǎn)中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造任務(wù)。灌區(qū)工程施工過程中的挖損地貌和松散堆積體，在侵蝕營力作用下易產(chǎn)生水蝕和重力侵蝕，造成嚴(yán)重的水土流失[4-6]。鑒于此，今后有大批灌區(qū)工程須編制水土保持方案，筆者在一些學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合工作實踐，提出灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)，以期不斷提高灌溉工程水土保持方案編制水平。

1灌區(qū)工程項目組成及水土流失特征

1.1灌區(qū)工程項目組成及特點(diǎn)

灌區(qū)工程為建設(shè)類項目，線型與點(diǎn)型工程相結(jié)合，具有跨越地貌類型多、線路長且分散、永久占地面積大而臨時占地少、擾動面積大、土石方工程量大、取(棄)土場多等特點(diǎn)[4]。灌區(qū)工程一般由渠道、渠系建筑物(水閘、隧洞、橋梁、涵洞、量水堰等)、管理區(qū)、渡槽、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路、取土場、棄土場等組成。

1.2灌區(qū)工程水土流失特征

(1)灌區(qū)工程?？缭讲煌牡孛差愋?，例如山區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū)，各區(qū)自然條件不盡相同，表現(xiàn)出的水土流失形式和造成的水土流失危害也不同，布置的水土保持措施體系差別較大。

(2)灌區(qū)工程線路長，渠系建筑物分散，單位長度或單位面積土石方量和水土流失量均較小，但由于擾動面積大和線路長，動用的土石方總量和產(chǎn)生水土流失總量比較大，在土石方調(diào)運(yùn)和水土流失治理方面，與其他建設(shè)項目相比，土石方不能完全綜合利用，水土流失不能集中規(guī)模治理。

(3)灌區(qū)工程是涉水工程，土石方挖填若不加強(qiáng)管理，往往會直接進(jìn)入渠道，造成渠道淤積，降低渠道使用壽命，影響周邊農(nóng)田灌溉取水。

(4)工程沿線設(shè)置的取(棄)土場比較多，取(棄)土場占用農(nóng)田較多，在使用過程中會損壞表層土壤，將表層土剝離、堆置，返還難度大，后期復(fù)耕困難。

2水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)

目前，灌區(qū)工程水土保持方案編制中存在一些較為突出的問題，本文從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區(qū)、水土流失預(yù)測、水土保持措施設(shè)計、水土保持補(bǔ)償費(fèi)等方面展開闡述。

2.1土石方平衡問題

灌區(qū)工程開挖量大、回填量小，會在沿線產(chǎn)生一定的棄渣。由于棄渣較分散，因此如何有效處理棄渣，成為編制人員面臨的問題。新水土保持法第二十八條和相關(guān)技術(shù)規(guī)范均明確了土石方綜合利用的要求，即方案編制中，應(yīng)首先轉(zhuǎn)變以往完全按照主體工程設(shè)計土石方量進(jìn)行平衡調(diào)運(yùn)的做法，立足于土石方綜合利用的要求。灌區(qū)工程單位長度產(chǎn)生的棄渣較少，集中棄渣不合理，多余土方要優(yōu)先考慮堤身培厚、堤身加高、堤后凹地回填，再考慮不同渠段之間土石方的調(diào)配，對不同治理渠段的施工進(jìn)度提出調(diào)整建議和銜接對策，以促進(jìn)土石方的綜合利用。同時，也可考慮將多余土石方外運(yùn)至沿線其他工程進(jìn)行綜合利用，變廢為寶，由被動平衡轉(zhuǎn)為主動利用。對于產(chǎn)生棄渣量較大的渠段，確實無法綜合利用的情況下，應(yīng)按照新水土保持法第五十五條的要求，編制方案時必須明確棄渣專門存放地，并對棄渣場逐個進(jìn)行平面布置和設(shè)計，保證不產(chǎn)生新的水土流失危害。

2.2表土剝離及返還問題

灌區(qū)續(xù)建配套工程沿原有渠道布置，不改變原有渠系數(shù)量及其走向，渠系建筑物在原有渠道上拆除重建或新建，占用大量水域及水利設(shè)施用地，耕地、林地、草地占用較少，無表層土可以剝離，但主體工程對渠道上邊坡通常采用草皮護(hù)坡，整個渠道沿線草皮護(hù)坡面積較大，草皮護(hù)坡實施前須覆耕植土，需要十幾萬方甚至幾十萬方耕植土才能保證護(hù)坡草皮的成活率。因此，編制水土保持方案時，必須進(jìn)行實地勘察，對渠道原有邊坡土質(zhì)進(jìn)行觀察和分析，確定渠道邊坡熟土的厚度和是否能作為耕植土進(jìn)行返還，對能剝離熟土的渠段在圖紙上勾畫范圍，估算面積和剝離量。另外，表層熟土盡可能多剝離，而不是按需剝離，后期恢復(fù)植被時，回覆熟土越厚，植被生長情況就越好。渠道邊坡剝離熟土遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足草皮護(hù)坡覆土量需求時，可考慮外購表土，保證草皮護(hù)坡覆表土厚度至少20 cm，外購表土要說明來源及土料場防護(hù)責(zé)任。

2.3水土保持防治分區(qū)的問題

目前，灌區(qū)工程水土保持分區(qū)較為混亂，未形成統(tǒng)一的分區(qū)模式。部分編制人員考慮分區(qū)越多，防治措施設(shè)計及投資估算越復(fù)雜，不如直接簡化，方案編制起來也更容易，但這樣追求簡化，背離了水土保持設(shè)計理念，往往造成方案設(shè)計的與工程實際需求不符，甚至影響后期水土保持竣工驗收。筆者根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)及工作實踐，按照水土流失防治分區(qū)原則，一級分區(qū)按地貌類型、水土流失類型劃分，二級分區(qū)按工程布置和施工布置劃分，三級分區(qū)按項目功能和位置劃分。因此，灌區(qū)一級分區(qū)劃分為山區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū)；二級分區(qū)劃分為渠道工程區(qū)、渠系建筑物工程區(qū)、渡槽、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路、取土場、棄土場等；渠道工程區(qū)、渠系建筑物工程區(qū)、施工道路、取土場、棄土場還可劃分三級分區(qū)，如渠道邊坡防治區(qū)、渠道其他區(qū)域防治區(qū)、涵閘防治區(qū)、橋梁防治區(qū)、隧洞防治區(qū)、平地施工道路、坡地施工道路、平地取土場、坡地取土場、溝道型棄渣場、坡地型棄渣場、平地型棄渣場等。

2.4水土流失預(yù)測的問題

水土流失預(yù)測的內(nèi)容主要包括預(yù)測面積、預(yù)測時間、預(yù)測內(nèi)容和土壤侵蝕模數(shù)等。

預(yù)測面積即征占地面積，包括永久占地和臨時占地，但大部分灌區(qū)渠道雖沒有界樁，但已經(jīng)為永久征地，可行性研究報告編制人員不需要考慮重新征地問題，只需要考慮工程臨時占地即可。因此，永久占地面積由方案編制人員進(jìn)行統(tǒng)計。對于可行性研究報告圖紙比較齊全的工程，在工程布置圖上可以直接量算出永久占地面積，對于圖紙不齊全的工程，永久占地量算比較困難。編制人員要根據(jù)每個渠道斷面的長度和寬度計算出永久占地面積，然后再根據(jù)預(yù)測單元細(xì)化預(yù)測面積。灌區(qū)工程施工總工期一般較長，但單位渠道長度的施工期卻比較短，在確定每個單元的預(yù)測時間時，根據(jù)單位渠道長度的施工期來確定，不能統(tǒng)一按照施工總工期簡單處理。現(xiàn)在水土流失預(yù)測大部分是按照灌區(qū)工程分區(qū)劃分預(yù)測單元，太簡單，必須進(jìn)行細(xì)化，例如渠道工程區(qū)，可分為渠道邊坡和其他區(qū)域。渠道工程區(qū)地形條件、挖損情況、土壤松散程度不同，土壤侵蝕模數(shù)就不同，因此預(yù)測單元細(xì)化越多，水土流失預(yù)測就越準(zhǔn)確。大部分編制人員在土壤侵蝕模數(shù)取值上犯難，因為現(xiàn)階段類似工程開展水土保持監(jiān)測工作的較少，土壤侵蝕模數(shù)獲取難度大，另外由于監(jiān)測方法比較落后，因此監(jiān)測數(shù)據(jù)可信度偏低，成果推廣困難。根據(jù)筆者編制水土保持方案的經(jīng)驗，土壤侵蝕模數(shù)取值在有監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下，優(yōu)先使用類比法，若無監(jiān)測數(shù)據(jù)，方案編制單位可開展現(xiàn)場實測工作，也可通過現(xiàn)場調(diào)查和詢問當(dāng)?shù)厮帘３种鞴懿块T，并結(jié)合土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)確定。

2.5水土保持措施設(shè)計

在水土流失防治措施布設(shè)原則和工程水土流失防治目標(biāo)的指導(dǎo)下，根據(jù)工程建設(shè)特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，按照“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重效益”的水土保持工作方針，結(jié)合水土流失預(yù)測結(jié)果、水土流失防治分區(qū)和主體已有水土保持功能設(shè)計，嚴(yán)格執(zhí)行“先攔后棄”的施工工藝，堅持植物措施、工程措施與臨時措施相結(jié)合，構(gòu)建完整、有效的水土流失防治措施體系。水土保持措施總體布局應(yīng)按各分區(qū)施工前、施工中、施工結(jié)束后進(jìn)行布置，例如，渠道工程防治區(qū)施工前先剝離表土或原有渠道邊坡上的熟土，施工中對臨時堆土進(jìn)行攔擋、苫蓋，在挖方邊坡上部布置截水溝，對開挖邊坡拍實后進(jìn)行苫蓋，施工結(jié)束后，先進(jìn)行土地整治，將剝離的表土、熟土返還至邊坡，再進(jìn)行草皮鋪植。

典型設(shè)計中，由于灌區(qū)主體工程的測量范圍僅為渠道占地，大比例尺平面布置圖很難布置施工場地、棄渣場、取土場等，通常布置在以1∶ 10 000為底圖的地形圖上，量算出的水土保持措施工程量精確度不高，而且局部地區(qū)地形已與實際情況不符，因此不能滿足方案的設(shè)計要求。在這種情況下，通常要與主體工程設(shè)計單位進(jìn)行溝通，要求補(bǔ)測本工程布置的施工場地、取土場、棄渣場等區(qū)域，或在現(xiàn)場查勘時，自行測量方案編制所需的一些臨時占地，確保位置、地形、地類、面積、比例尺、等高距均能滿足方案編制需要。部分主體設(shè)計單位重工程、輕水保的思想觀念比較嚴(yán)重，在設(shè)計時主要考慮主體工程所關(guān)心的內(nèi)容，而往往會忽視水土保持的重要性，這樣使得設(shè)計成果中具有水土保持功能的措施較少，甚至沒有。對于主體工程設(shè)計不完善的情況，方案編制人員要進(jìn)行必要的補(bǔ)充和設(shè)計，確保水土保持措施形成完整的體系。植物措施盡可能選用鄉(xiāng)土樹、草種，適地適樹，并采用喬、灌、草立體配置模式，以盡快恢復(fù)區(qū)域內(nèi)的植被和生態(tài)環(huán)境。

2.6水土保持補(bǔ)償費(fèi)

水土保持補(bǔ)償費(fèi)是水行政主管部門對損壞水土保持設(shè)施和地貌植被，不能恢復(fù)其原有水土保持功能的生產(chǎn)建設(shè)單位和個人征收并專項用于水土流失預(yù)防治理的資金。根據(jù)《關(guān)于印發(fā)<水土保持補(bǔ)償費(fèi)征收使用管理辦法>的通知》(財綜〔2014〕8號)，對于灌區(qū)工程來說，水土保持補(bǔ)償費(fèi)按照征占用土地面積計征。灌區(qū)工程一般跨越縣市較多，在估算水土保持補(bǔ)償費(fèi)時，必須分縣市統(tǒng)計，便于后期地方水行政主管部門征收水土保持補(bǔ)償費(fèi)。

3結(jié)語

灌區(qū)工程對緩解水資源供需矛盾，保障糧食安全，提高農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施水平，減輕生態(tài)惡化的趨勢，促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。工程建成后可發(fā)揮巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益，但在工程建設(shè)中如果不重視水土保持工作，那么會給工程建設(shè)帶來負(fù)面影響。 本文總結(jié)了灌區(qū)工程的特點(diǎn)和水土流失特征，根據(jù)筆者編制同類工程水土保持方案的經(jīng)驗，對方案編制中經(jīng)常遇到的問題，提出了合理、科學(xué)的編制方法，以期為后續(xù)同類灌區(qū)工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

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(責(zé)任編輯孫占鋒)

[基金項目]湖北省水利重點(diǎn)科技項目(HBSLKY201503)

[中圖分類號]TV93

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1000-0941(2016)06-0034-03

[作者簡介]于泳(1981—)，男，內(nèi)蒙古武川縣人，工程師，碩士，研究方向為生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持和工礦廢棄地植被恢復(fù)研究。

[收稿日期]2015-11-26

[關(guān)鍵詞]灌區(qū)工程；水土保持方案；水土流失；防治措施